醫(yī)用膠原蛋白粉劑及膠原基復(fù)合膜的研制與性能表征.pdf

1、膠原蛋白具備獨特的四級結(jié)構(gòu)，并因此具有良好的理化性質(zhì)和優(yōu)良的生物學(xué)性能。基于此，膠原蛋白的提取、純化、表征與應(yīng)用已成為研究熱點，膠原蛋白在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用也發(fā)揮著越來越重要的作用。 本論文選擇資源豐富、價廉易得，具有一定組成和結(jié)構(gòu)優(yōu)勢但并不受關(guān)注的豬皮為原料。在本研究室前期對豬皮脫脂、純化等的研究基礎(chǔ)上，本論文的研究主要包括胃蛋白酶提取豬皮膠原蛋白過程的工藝條件優(yōu)化，膠原蛋白的噴霧干燥工藝，醫(yī)用膠原蛋白粉劑的理化性能和結(jié)構(gòu)的

2、表征及其在膠原基膜材料中的應(yīng)用，以及醫(yī)用膠原蛋白粉劑的生物學(xué)評價。 本論文的主要研究成果如下： 1.綜合考慮胃蛋白酶水解豬皮膠原蛋白的正交試驗以及SDS-PAGE凝膠電泳的結(jié)果，認(rèn)為較優(yōu)化的工藝條件為4<'。>C，pH 2.2，酶用量2.0％，液比50。 2．采用一階Hill方程模擬胃蛋白酶水解豬皮膠原蛋白的提取過程，符合酶促反應(yīng)米氏方程的特征。用一階指數(shù)衰減方程可以表征胃蛋白酶對豬皮的水解速率變化過程。通過方程

3、擬合證實，2.0[％]的胃蛋白酶用量，水解作用時間8h較為理想。在4℃、pH2.2的條件下，胃蛋白酶對豬皮的水解速率降為最大水解速率一半所需的時間約為2.59h±0.19h。 3．采用烏氏黏度計測定的膠原特性黏度值為0.937±0.022 ml/mg，采用旋轉(zhuǎn)黏度計檢測不同濃度膠原蛋白溶液在不同剪切速率及不同溫度下的黏度，結(jié)果表明膠原蛋白溶液的黏度符合非牛頓流體剪切變稀的特性。采用拋物線方程可以擬合黏度隨溫度變化的過程，得到膠原

4、熱變性溫度為35.92±4.87℃。 4．通過噴霧干燥的工藝參數(shù)調(diào)節(jié)，可以控制噴霧出口溫度保持在60<'。>C左右，由此得到醫(yī)用膠原蛋白粉劑。對其進(jìn)行理化性能分析，結(jié)果表明其含水量為4.77％±1.61％，總蛋白質(zhì)含量為85.04％±1.23％，羥脯氨酸含量為7.22％±0.01％。氨基酸分析顯示其氨基酸總含量為96.77％(w／w)，甘氨酸殘基所占的比例為32.0％，羥脯氨酸殘基和脯氨酸殘基的總量為26.2％。 5．通

5、過圓二色譜(CD)譜帶單點計算得出醫(yī)用膠原蛋白粉劑中α螺旋度為34.7％。FT-IR研究顯示，醫(yī)用膠原蛋白粉劑酰胺Ⅰ帶，Ⅱ帶和Ⅲ帶的特征吸收頻率分別為1659.37 cm<'-1>，1550.20 cm<'-1>和1239.47 cm<'-1>。同時1235 cm<'-1>與1450 cm<'-1>附近吸收峰的吸收強度比值為0.91。差示量熱掃描(DSC)分析結(jié)果顯示醫(yī)用膠原蛋白粉劑與Sigma I型膠原有類似的熱轉(zhuǎn)變過程。 6

6、．納米激光粒度儀zeta電位滴定測定膠原海綿和醫(yī)用膠原蛋白粉劑的等電點分別為8.48+0.04和7.72±0.48，相同條件下Sigma I型膠原的值為8.63。 7．掃描電子顯微鏡結(jié)果顯示，醫(yī)用膠原蛋白粉劑的顆粒尺寸基本均勻，保持在5 μm以下。 8．以膠原和聚乙烯醇為主要原料制備膠原基復(fù)合膜材料，通過自然干燥膜材料的力學(xué)分析，認(rèn)為膠原一聚乙烯醇復(fù)合膜的抗張強度隨著膠原含量的增加而減小，隨聚乙烯醇含量的增加而增加，斷裂

7、伸長率也有類似的規(guī)律。當(dāng)膠原／聚乙烯醇小于3／7時，復(fù)合膜材料的抗張強度保持20 MPa以上。比表面儀檢測的結(jié)果顯示，采用葡萄糖作為造孔劑，自然干燥后再經(jīng)冷凍干燥得到的復(fù)合膜材料具有較好的孔徑水平，孔徑達(dá)到258.0415 A，比表面積為13.58695 m<'2>/g。 9．醫(yī)用膠原蛋白粉劑經(jīng)口與腹腔注射的急毒性試驗表明，無動物死亡或表現(xiàn)異常，體重增加正常，初步證實醫(yī)用膠原蛋白粉劑無毒副作用，具有良好的生物相容性。 本

8、論文得到的醫(yī)用膠原蛋白粉劑經(jīng)過多種分析手段檢測，其組成、結(jié)構(gòu)均與I型膠原的“指紋”特征相符，證明醫(yī)用膠原蛋白粉劑很大程度上保持了天然膠原的三股螺旋結(jié)構(gòu)。本論文進(jìn)一步驗證了以豬皮為原料提取膠原蛋白的可行性，同時也為豬皮的高附加值利用開辟了新的途徑，得到的優(yōu)化工藝對于膠原蛋白的規(guī)模化制備具有重要的理論意義和實際應(yīng)用價值，也為膠原基生物材料的發(fā)展奠定了一定的基礎(chǔ)。此外，以本論文研究成果為基礎(chǔ)起草的《醫(yī)用膠原蛋白粉劑企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》，填補了我國在這方